Ученые Института геологии и нефтегазовых технологий Казанского федерального университета стали ближе к применению гидратных технологий для хранения и транспортировки природного и попутного нефтяного газа.

Специалисты Казанского университета вместе с коллегами из Института неорганической химии имени А.В. Николаева СО РАН и Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина создали первую в России установку для быстрого получения и прессования газовых гидратов. Ее использование позволит получать и тестировать пеллеты, которые могут стать товарной формой технологии «твердого газа» для его хранения и транспортировки. Подробности разработки и результаты лабораторных исследований были опубликованы в Chemistry and Technology of Fuels and Oils.

«К созданию этой установки мы шли три года. Мы анализировали мировой опыт, экспериментировали с различными методами ускорения получения гидрата и пришли к решению, которое реализовали на практике. Благодаря этому оборудованию нам удалось значительно ускорить процесс получения гидрата в статических условиях», – сообщил ведущий научный сотрудник НИЛ Гидратных технологий утилизации и хранения парниковых газов, старший научный сотрудник НИЛ методов увеличения нефтеотдачи Матвей Семенов.

До разработки новой установки газовые гидраты ученые получали в лабораторных условиях в виде порошка, который сложно хранить и транспортировать, поскольку он может быстро разлагаться и выделять газ обратно.

«Перед нами стояла задача определить, в каком виде получать, хранить и транспортировать гидраты природного и попутного нефтяного газа. Это очень важные вопросы для дальнейшего опытно-промышленного внедрения технологии. Нами был предложен и реализован на практике способ, основанный на формировании цилиндрических пеллет. В его основе лежит явление самоконсервации, которое заключается в том, что получаемый гидрат остается стабильным при более мягких условиях. Следовательно, снижаются требования к оборудованию и упрощается вся технологическая схема. На нашей установке мы планируем продолжить оптимизацию процесса пеллетирования с учетом температур, давления и других рабочих параметров», – отметил руководитель направления Михаил Варфоломеев.

Одно устройство объединяет два технологических процесса: образование гидратов и получение из них пеллет, удобных при хранении и транспортировке. Для этого газ подают в реактор, заполненный водным раствором со специальными веществами, ускоряющими образование гидратов. Затем их прессуют механизмом, который напоминает поршень и движется с помощью гидравлического насоса.

Сама идея сжатия гидратов в лабораторных условиях для научного мира не нова. Однако ранее созданные аналоги, собранные в других странах, не способны оперативно справиться с поставленной задачей и имеют сложное аппаратное оформление. В Казанском федеральном университете модернизировали эту технологию. Теперь российская установка заметно упрощает конструкцию и сокращает время, необходимое для получения гидрата.

«Получены предварительные результаты по гидратообразованию метана с использованием специальных веществ, которые мы разработали в нашей лаборатории. Проверена работоспособность установки и доказано, что процесс получения гидрата можно ускорить. Кроме того, нам удалось подобрать условия для получения плотно спрессованного образца. Сейчас мы активно изучаем, насколько стабильны эти образцы при атмосферном давлении и при отрицательных температурах хранения», – отметил ученый.

Сегодня исследования в рамках деятельности Научного центра мирового уровня «Рациональное освоение запасов жидких углеводородов планеты», в котором стремятся создать условия для ускоренного получения гидрата и его формования, продолжаются. Результаты послужат научно-технической основой для моделирования процесса получения гидрата в промышленных масштабах.